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我们在驾驶汽车的过程中，常常会听到各种各样让我们不愉快的声音，比如发动机噪音、路噪、胎噪。当我们的车速越来越高的时候，有一种声音就凸显出来了，那就是风噪。近日，长安汽车又用一场在风洞实验室中的直播来展示了他们的 UNI-T 是如何 " 破风无声 " 降低风噪的。
什么是风噪？
汽车风噪对于我们每个人来说都不难理解，只要是涉及到与空气发生高速的相对运动，大到飞机、高铁，小到我们家里用的空调、电风扇，都避不开风噪的问题。
想要削弱风噪可不是一件容易的事，风噪直接产生在车身表面，没有办法进行声学封装（很难用吸音 / 隔音材料消除），尤其是近几年，随着电动车等新能源汽车的普及，传统发动机逐步被电机、混合动力取代，这些新的动力总成拥有更好的静音效果，导致风噪的问题越来越凸显。
风噪不仅频带宽，强度还高，很容易让乘客感到烦躁、疲倦，长时间受风噪影响，还会危及行车安全。
如何研究风噪的问题？
要想全面、系统的研究风噪问题，就需要借助于风洞来进行实验测试，因为风洞可以满足研究的两个必要条件：一是有流场稳定，风速精确可控的风源；二是能够排除其他噪音的干扰。
这套麦克风阵列的测试结果，最终是以图像的形式直观显示出来，结合扫描的车辆模型数据，工程师就可以得到噪声源在车身表面的 3D 分布。
除了声阵列，在直播中我们还可以看到有几个人头模型和像球形一样的装置，这几套设备分别是人工头、球形阵列和表面麦克风。
球形阵列在测试中会放置在驾驶舱内部，帮助工程师找出车内的声源分布以及噪声泄露的位置。表面麦克风可以粘贴在车身表面，测量车身表面的压力脉动。这三个设备都是为了辅助工程师在风噪实验中得到最全面的数据，找出问题点并加以改善。
如何优化汽车风噪？
汽车风噪的优化是个庞大的系统工程，主要是从声源控制和声学包装两个方面来入手。因为风噪直接产生于汽车表面，所以首先需要从风噪产生的源头——也就是造型设计来进行控制，风噪跟造型设计强相关，因此在产品开发的早期阶段，设计团队就与工程团队一起，从细节入手，对设计不断打磨。
而在后期开发过程中，就会更多关注密封系统设计和隔声吸声材料的运用，来进一步提升车辆的 NVH 性能。
在设计之初，工程师一般会通过 CAE 仿真来分析不同造型方案空气动力学的好坏，从而发现问题改进设计。同时，也可以通过油泥模型的实际测试，来做进一步调整。在直播中，工程师举了两个例子，来说明造型对于风噪的影响是非常大的，一个是后视镜，另一个是后尾翼。
虽然 0.3dB 从数字上看差距好像并不是非常明显，但是后视镜仅仅一个部位的优化，工程师在 UNI-T 上还进行了无数的细节优化，正是这一个个的微小提升，积少成多，最终就会产生质变。
尾翼作为 UNI-T 的标志性设计之一，让整车带有了一丝科幻的味道，不仅惊艳了工程师团队，也深受广大网友们的喜爱，但这样的设计创新越大，挑战也越大。
前文提到单面声阵列有 168 个麦克风，而测试时会使用三面阵列，一共会采集 504 个通道的声音信号，数据量非常庞大，仅仅是 UNI-T 尾翼的整个优化过程，数据计算量就超过 100 万 CPU 小时，如果换作市面上最新一代电脑处理器来进行计算，需要不停运算 12 年时间。
为此，设计团队调用了 4000 核高性能计算服务器，运算能力占到了整个长安计算集群的四分之一，才把整个计算周期压缩到了 20 天。
经过分析和优化，UNI-T 在车顶后端加入了鸭尾设计，扰流板增加了斜面坡度。虽然同样是镂空造型，但气流在通过车顶后部时，鸭尾将气流上扬，后部的尾翼也形成一个斜面来更好的引导气流，气流向下拍击后窗的趋势得到了缓解，风噪自然也就降低了。
写在最后：
风噪，看不到、摸不着，但却是影响行车品质的重要因素，而为了降低一点点风噪，需要投入大量的人力和物力，通过直播的画面和工程师讲述试验中的故事，我们可以看到，车身上每一个细节的背后都是无数工程师辛勤汗水的结晶。
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发表于 2021-1-7 21:45:10
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